M307015B数字电子技术
(2.5学分,40学时;专业教育平台/学科基础课程模块;适用专业:电气工程及其自动化;先修课:电路、模拟电子技术)
数字电子技术是为电气工程及其自动化专业开设的学科基础课程,是该专业的核心课程之一,同时也是一门实践性很强的课程。课程的教学目的是使学生掌握数字电子技术的基本工作原理、基本分析方法和基本应用技能,能够对各种基本逻辑单元进行分析和设计,学会使用标准集成电路和可编程逻辑器件,初步具备根据实际要求应用这些单元构成简单数字系统的能力,了解当前数字系统设计的最新技术,为后续学习奠定坚实的基础。
课程主要内容包括:数字逻辑基础、硬件描述语言基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、可编程逻辑器件、A/D与D/A转换器、脉冲产生与变换等。
课程教学内容和要求
序号 |
知识单元(章节) |
知识点 |
教学要求 |
推荐学时 |
教学方式 |
支撑课程教学目标 |
1 |
绪论、数字逻辑基础 |
数字电子技术发展史,数制、数制转换、编码;逻辑代数 |
1.掌握数制、数制之间的转换; 2.掌握常用编码; 3.掌握逻辑代数运算; 4.掌握逻辑函数及其卡诺图化简。 5.HDL语言基本结构 6.HDL语言基本语法 7.HDL语言数据类型 8.HDL语言运算符 |
8 |
讲授 |
1 |
2 |
逻辑门电路 |
TTL电路、CMOS电路、数字电路系列 |
1.了解标准TTL与非门及其电路特性; 2.了解基本CMOS门及其电路特性; 3.了解OC门、TSL门、传输门及其应用; 4.掌握TTL与CMOS电路系列及其参数。 |
5 |
讲授 |
1 |
3 |
组合逻辑电路 |
组合逻辑电路概念、特点、分析、设计;组合逻辑电路模块 |
1.掌握组合逻辑电路的分析; 2.理解组合逻辑电路的设计; 3.了解组合逻辑电路中的竞争与冒险; 4.掌握组合逻辑电路模块及其应用。 5.HDL语言描述组合逻辑电路 |
9 |
讲授 |
1 |
4 |
时序逻辑电路 |
触发器;时序逻辑电路概念、特点、分析、设计;时序逻辑电路模块 |
1.掌握各种触发器结构、原理、特征方程; 2.掌握时序逻辑电路的基本结构及特点; 3.掌握时序逻辑电路的分析; 4.理解常用时序集成模块及其应用; 5.HDL语言描述触发器和锁存器; 6.HDL语言描述时序逻辑电路 |
11 |
讲授 |
1 |
5 |
可编程逻辑器件 |
可编程逻辑器件概念、结构、典型器件;ROM、RAM |
1.了解可编程逻辑器件综述; 2.理解FPGA与CPLD简介; 3.理解各种存储器及其应用。 |
0 |
自学 |
3 |
6 |
A/D与D/A转换器 |
A/D和D/A转换器的概念、原理、应用 |
1.理解A/D和D/A转换原理; 2.了解A/D和D/A性能参数; 3.掌握常用D/A转换器; 4.掌握常用A/D转换器。 |
4 |
讲授 |
1 |
7 |
脉冲产生与整形 |
脉冲电路的概念、种类;用555定时器实现脉冲电路 |
1.了解脉冲电路的基本特性; 2.理解555定时器; 3.掌握用555定时器实现脉冲电路。 |
3 |
讲授 |
1 |
实验1 |
组合逻辑电路 |
加法器、编码器、译码器,选择器 |
通过对典型组合逻辑电路的设计与调试,掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。 |
2 |
实际操作 |
2 |
实验2 |
触发器 |
D触发器、JK触发器、锁存器 |
通过检验触发器的功能,掌握触发器的基本原理,为触发器的应用打下基础。 |
2 |
实际操作 |
2 |
实验3 |
555定时器 |
555定时器 |
555定时器的应用,包括单稳态触发器、施密特触发器、多谢振荡器。 |
2 |
实际操作 |
2 |
实验4 |
可编程逻辑器件 |
可编程逻辑器件FPGA |
掌握基于EDA软件的Quartus II进行数字系统设计的方法和流程。 |
2 |
讲授+实际操作 |
3 |
实验5 |
A/D与D/A转换器 |
A/D转换器、D/A转换器 |
基于FPGA开发板,对常用转换器A/D与D/A转换器的应用实验,为后续课程打下基础。 |
2 |
实际操作 |
3 |
实验6 |
8路抢答器设计 |
组合与时序逻辑电路综合 |
通过完成综合实验8路抢答器设计,巩固和加强全课知识的应用。 |
4 |
实际操作 |
3 |